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gradino (
figura 26
). Può anche salire a un livello superiore, se acquista ener-
gia, o scendere a uno inferiore se la perde, ma lo fa sempre saltando uno
o più gradini. Nell’atomo, a ogni transizione elettronica in discesa (da un
livello superiore a uno inferiore) corrisponde l’emissione di un differente
quanto di energia, in funzione dell’ampiezza del salto compiuto.
La conferma sperimentale della teoria di Bohr, da lui ottenuta applican-
do il suo modello all’atomo di idrogeno, non risolse però tutti i problemi.
emissione continua di energia
emissione discontinua di energia
_
_
Se, come affermavano i critici di
Rutherford, l’elettrone dovesse cadere
sul nucleo perdendo energia con
continuità, lo spettro di emissione
atomico sarebbe continuo e l’atomo
sarebbe instabile.
Nell’ipotesi di Bohr, lo spettro discontinuo e
la stabilità atomica sono giustificati dal
fatto che l’elettrone dell’atomo eccitato
può perdere energia solo per salti e mai
può scendere sotto il livello energetico
fondamentale.
figura 26
Due modelli a confronto.
Niels Bohr
(Copenaghen, 1885 - 1962)
Fu allievo di Thomson e di Rutherford, di cui volle migliorare il modello ato-
mico finendo poi per modificarlo sostanzialmente. Per i suoi studi vinse il pre-
mio Nobel nel 1922.
Amico di Einstein, fu spesso in disaccordo con lui sui temi della teoria
quantistica e dei modelli atomici. Quando i nazisti invasero la Danimarca
operò attivamente nel movimento antinazista, trasferendosi prima in Sve-
zia e poi negli Stati Uniti, dove partecipò agli studi per la costruzione del-
la bomba atomica. Negli anni successivi, al pari di Einstein, divenne un ac-
ceso pacifista.
Il modello di Bohr-Sommerfeld
Nel 1915, Arnold Sommerfeld (1868-1951) modificò il modello originario ipo-
tizzando l’esistenza di orbite ellittiche, oltre a quelle circolari, orientate in diverse
direzioni; lo fece per giustificare il suddividersi, in presenza di un campo magne-
tico, delle righe spettrali degli atomi in un certo numero di righe più sottili.
Il modello di Bohr-Sommerfeld si dimostrò valido solo per l’atomo di
idrogeno; in atomi più complessi, con due o più elettroni, le previsioni rela-
tive alle frequenze delle righe spettrali fallirono, in parte o del tutto.
Il modello a strati subì anche critiche di tipo teorico: Bohr aveva introdotto
elementi quantistici nella sua teoria atomica, ma lo aveva fatto per mezzo di
postulati privi di una giustificazione teorica. Non spiegava, per esempio, il mo-
tivo per cui un elettrone, percorrendo un’orbita stazionaria, non perdesse ener-
gia; inoltre utilizzò solo parzialmente i principi quantistici, poiché continuava
a descrivere il comportamento degli elettroni con le equazioni e le leggi della
fisica classica, come se si trattasse di corpi macroscopici. La sua era un’impo-
stazione che oggi definiamo “deterministica”, ma l’elettrone non è per nulla si-
mile a un sasso o a un proiettile, è qualcosa di completamente diverso.
La ricerca di un modello atomico soddisfacente non era ancora finita. Per
risolvere il problema occorreva percorrere nuove strade.